城市光污染研究

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照明被照对象但会构成杂散光的方向。
3. 2 治理光污染的策略
光度参数
垂直面照度( E ) 灯具发射 的光强( I )
阈限增量( TI )
表 1 干扰光( 光污染) 的光度参数 最大值的建议
使用、计算或测量的判据
用在设施 所在 场地的 边缘, 与有 关边 缘平 行的 垂直面上, 建议的最大值为照度的直接分量 用在看到 灯具 明亮表 面的 方向, 那里 很可 能对 邻近的住 户或 使用者 造成 麻烦, 并不 包括 短时 间或瞬间看到的 计算只根 据设 施本身 的影 响, 不 包括 在此 区域 内现有照明的影响。 限制只适 用于行经 道路上 看到的有关位置和方向
光污染分为 3 类: 白亮污染、人工白昼和彩光污 染。阳光照射强烈时, 城市里的玻璃幕墙、釉面砖 墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射的光线, 明晃 白亮、眩眼夺 目, 这称为白亮污染; 夜幕降临后, 商 场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目, 令人眼花缭 乱, 有些强光束甚至直冲云霄, 使得夜晚如同白天一 样, 所谓的/ 不夜城0又可称为人工白昼; 舞厅、夜总 会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光 源这一类叫彩光污染。 2. 2 光污染的危害
关键词 光污染 照明生态安全 城市
Study on urban optic pollution
Li Zhenfu ( School of Traffic, Jilin University Changchun 130025) Abstract The optic pollution has been become important issue of urban. Based on the analyzing range and reason and harmful of urban optic pollution, this paper advances the tactics for controlling urban optic pollution. Keywords optic pollution illumination ecological security urban
性和灯光照明设计的不合理。因此, 对城市光污染 的治理需从这两方面入手。 3. 2. 1 加强城市玻璃幕墙的建设管理
合理选择光源、灯具和布灯方案, 尽量使用光束发散 角小的灯具, 并在灯具上采取加遮光罩或隔片的措 施。
( 1) 控制安装地区: 为防止玻璃幕墙的有害光反 射, 在城市人群密集的地段及交通主干道两侧和居
光给人们带来的隐性污染一般很少被人感觉, 但光污染与其他环境污染一样是会对人类产生危害 的, 体现在以下 3 个方面。
( 1) 对人生理的影响。我们知道当夏天太阳光 过强时, 紫外线会对人的皮肤产生危害。而舞厅、夜 总会的黑光灯所产生的紫外线强度大大高于太阳光 中的紫外线, 且对人体有害影响持续时间长, 人如果 长期接受这种照射, 可诱发流鼻血、脱牙、白内障, 甚 至导致癌变。彩色光源让人眼花缭乱, 不仅对眼睛 不利, 而且干扰大脑中枢神经, 使人感到头晕目眩, 出现恶心呕吐、失眠等症状。同样长时间在白色光 亮污染环境下工作和生活的人, 视网膜和虹膜都会 受到程度不同的损害, 视力急剧下降。最近, 研究发 现夜间有开灯睡觉习惯的婴幼儿成人后其近视眼发 病率比在全黑环境下睡觉的婴幼儿成人后的近视率 高出很多[ 2] 。
( 4) 光污染给居民生活带来的麻烦。在烈日炎 炎的夏天, 强烈的阳光经过大面积玻璃幕墙的反射 照进居民家中, 耀眼的光亮不仅影响室内的正常生 活, 还可使室内温度平均升高 3~ 4 e 。幕墙上的玻 璃一般采用镀膜技术, 平均反射率都在 15% ~ 38% 之间, 有些品种的反射率甚至高达 78% ~ 80% 。据 报道, 1997 年, 上海和北京环保部门首 次收到关于 光污染的投诉信。 3 防治光污染的策略 3. 1 照明生态安全标准
最早提出光污染问题是在上个世纪 30 年代, 即 气体汞灯开始广泛应用的时候。白炽灯的难熔灯丝 不易在瞬间熄灭, 所以亮度的变化不明显; 而日光灯 则 1 s 内就有 20 次完全不发光, 这对眼睛是十分有 害的。日光灯下皮肤 会发绿, 伤害 人的心理健康。 长期在这种灯光下工作易患上精神病。
光源与照明给人类带来了光文化, 但是, 光源的 使用不当或者灯具的配光欠佳 给环境造成的 光污 染, 正在日益严重地影响着人们的生产和生活, 破坏 着人类的生态环境。光污染应得到有关方面的广泛 重视, 在照明工程的规划、设计、安装、调试、验收中 要严格控制, 且/ 以防为主0。在创造/ 人 ) 社会 ) 自 然0的和谐发展中, 创造崭新的生活方式和生存空间。 1 照明生态安全的恶化
所谓污染是指对人类生活和生产环境产生不良 影响的现象。目前对光辐射造成的环境污染的研究
* 国家自然科学基金项目资助( 70071039) , 教育部高等学校骨干教师资助计划项目( 1000)
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还不完善, 因而也没有系统的防护措施。但医学上 认为, 光污染主要体现在波长 100 nm 至 1 mm 之间 的光辐射, 即紫外线辐射、可见光及红外线的潜在危 害。因为光辐射的穿透性并不很强, 所以与之有关 的器官是眼睛和皮肤。其主要的急性作用是眼睛的 光照性角膜炎及温热性、光化学性视网膜损伤及皮 肤的红斑与烧伤。迟发效应包 括眼睛白内障 的形 成、视网膜变性及皮肤的加速老化和皮肤癌。光辐 射照射的光源分类如下: ¹ 太阳光线( 自然照射) ; º 灯光光源; »激光光源; ¼ 其他白炽化( 热体) 光源。
光污染已经引起人们的关注和不安, 如何对其 进行防治成为有识之士关心的话题。其中之一就是 应着手制订照明生态安全的标准和规范。目前, 在 我国没有这方面的标准和规范的情况下, 应该参照 国际照明委员会( CIE) 和发达国家有关规定和标准 来防治光的污染。 3. 1. 1 对于控制干扰光( 光污染) 的光度参数最大 值的建议
采用玻璃幕墙, 避免反射光直接进入驾驶员正视线 方向。
( 5) 学习借鉴国外防治光污染的经验和措施, 并 加强对防治光污染的科研和灯具产品开发工作。做
( 3) 限制安装面积: 在低层人眼视线能触及到的 地方, 玻璃幕墙不要面积太大, 最好不出现亮点、小凹 面。大片玻璃幕墙可采用隔断、直条、中间加分隔。
最近发现, 紧靠强光灯的树木存活时间短, 产生 的氧气也少。奥地利科学家发现, 一只小型广告灯 箱 1 年可以杀死 35 万只昆虫, 而这又会导致大量鸟 类因失去食物而死亡, 同时还破坏了植物的授粉[ 1] 。
生态是非常脆弱的。只要 1 个物种减少, 就会影 响其他物种的生存和发展。光污染对动植物的严重影 响势必会对人类的生活造成危害, 同时, 作为重要物种 之一的人类本身, 在光污染中受到的侵害更多。 2 光污染 2. 1 光污染的范围
( 4) 协调安装颜色: 玻璃幕墙的颜色要与周围环 境相协调。
( 5) 建设相关环境: 加强城市绿化, 可有效地防 止玻璃幕墙引起的有害反射。
在 CIE 22 届专题讨论会上, 澳大利亚提出对于 控制干扰光( 光污染) 的光度参数最大值的建议, 得 到了与会者赞同。该建议见表 1。 3. 1. 2 英国为限制各区域中光污染而确定的光度 数据值[ 3] ( 见表 2)
表中, 区域一项, 按照被照明场所的环境亮暗程 度分为 4 个区域: E1, 非常幽静的区域, 如国家公园, 自然风景区或其 他不要明亮的风景区; E2, 低亮度 环境的地方, 如不属于 E1 区的城郊; E3, 中等亮度 环境的地方, 如不是 E1 区的城镇; E4, 高亮度环境 的地方, 如晚上有活动功能的城镇闹区。天空光一 项是向上浪费的光线比, 是灯具直接射向天空的光 线占全部出射光线的百分比, 该值愈大, 电能浪费愈 多。进入窗户的光线为窗户处的垂直照度。灯的光 强为灯( 光源或灯具) 射向无用方向的光强。熄灯前 即规定的关灯时间, 熄灯后来自道路照明设施的光 线不计在内。灯的光强中的熄灯前的值表示, 在不
( 4) 着手制订我国防治光污染的标准和规范, 同 时建议在国家或地区性环境保护法规中增加防治光
民区内应尽量少采用玻璃幕墙。学校周围不应采用 污染内容。目前在我国没有这方面的标准和规范的
玻璃幕墙, 以防止反射光进入教室。 ( 2) 限制安装位置: 在十字路口、T 字路 口不宜
情况下, 建议参照国际照明委员会( CIE) 和发达国家 有关规定和标准来防治光的污染。
( 3) 光污染会导致城市交通事故的增加。城市 交通干道两侧建筑物的大型玻璃幕墙, 在阳光照射 下会产生刺眼的反光, 对驾驶者的视觉和心理反应 产生强烈刺激, 导致头晕目眩, 引发交通事故。据北 京的一些出租车司机反映, 每当下午 4 时由西向东 驾车通过西客站时, 常常出现由于西客站玻璃幕墙 产生的反光刺眼而引发交通事故的情况。
出生的小海龟误 把陆地当海洋, 因缺水而 丧了命。 鸟类在迁徙期最容易受人工光的干扰。它们原本在 夜间是以星星定向的, 城市的照明光却常常使它们 迷失方向。一群仙鹤因 德国马尔堡的 灯光广告过 亮, 结果在城市上空整整飞了一夜, 最后精疲力竭地 掉到了地上。而芝加哥的一幢高楼每年都会杀死大 约 1 500 只候鸟。它们误把高楼的灯光当作星星, 迷路 后撞死在大楼上。据美国鸟类专家统计, 每年都有 400 万只候鸟因撞上高楼上的广告灯而死去。城市里的鸟 还会因灯光而不分四季, 在秋季筑巢, 结果因气温过低 而冻死[ 1] 。
商业或混 合居住区 50 Lx
2 500 cd
适应 亮度 为 10 cd/ m2 的 25%
建议的最大值
居住区源自文库
亮的环境
暗的环境
201 Lx
10 Lx
1 000 cd
适应 亮度 为 1 cd/ m2 的 25%
500 cd
适应亮 度 为 1 cd/ m2 的 25%
表 2 英国为限制光污染而确定的光度数据值
人工灯光的光点可以传到数千 km 以外。不少 动物虽然远离光源, 但也受到光的作用。它们受到 人工照明的刺激后, 夜间也精神十足, 消耗了用于自 卫、觅食和繁殖的精力。习惯在黑暗中交配的蟾蜍 的某些品种已濒临 灭绝。海龟 也受到光污染 的影 响。在 2001 年的幼龟出生期, 大西洋沿岸到处都可 以看到死海龟。原来, 新孵出的海龟通常是根据月 亮和星星在水中的倒影而游向水中的。可是, 由于 地面上的光超过了月亮和星星的亮度, 使得那些刚
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城市光污染产生的根源在于城市建设中的盲目
务必考虑光污染问题, 做到未雨绸缪, 防患于未然。 ( 2) 组织力量对有代表性的夜景照明城市的光
污染问题进行调查和测量, 摸清我国光污染状况和 总结该地区防治光污染的措施、办法、经验和教训。
( 3) 强调城市夜景照明要严格按照明标准设计, 改变认为夜景照明越亮越好的错误看法。设计时,
2002 年第 28 卷第 10 期 October 2002
工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protection
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人与环境
城市光污染研究*
李振福
( 吉林大学交通学院 长 春 130025)
摘 要 光污染问题已经成为城市发展中 的主要问题。在分析光污染的范围、产生的原因和主要危害的 基础上, 提出了治理策略。
( 2) 对人心理的影响。大家可能都有这样的经 验: 在缤纷多彩的环境里呆的时间长一点, 就会或多 或少的感觉到心理和情绪上的影响。如果所居住的 环境夜晚过亮, 人们会难以入睡, 扰乱人体正常的生 物钟, 使人头晕心烦, 食欲下降, 情绪低落, 身体乏力 等, 从而导致白天工作效率低下, 造成心理压力。
关领导和工作人员的重视。在发展城市夜景照明时
天空光 区域 UWLR
最大值/ %
E1
0
E2
5
E3
15
E4
25
进入窗户 的光线
E / lx
熄灯前 熄灯后
2
1
5
1
10
5
25
10
灯的光强 I / kcd
熄灯前 熄灯后
0
0
50 0. 5
100 1. 0
100 2. 5
建筑表面亮 度 L / cd#m- 2
熄灯前的 平均值